基于云化通信器的智能化云平台系统的制作方法

本发明涉及互联网领域，特别涉及一种基于云化通信器的智能化云平台系统。

背景技术：

目前，智能家具、楼宇自动控制系统、物联网大部分基于传统的通信协议进行通信，如bacnet、modbus、knx/eib、lonworks、opc等通信协议进行设备或系统间的通信，但这些协议都是基于局域网进行相互通信，在局域单体应用上已经是很成熟的技术应用。但随着互联网、物联网发展对广泛互联的需求，在智慧园区、智慧城市的技术应用中，要求智能设备能够进行广域的通讯集成，智能设备能进行分布式可扩展的广域互联。传统的这些通信协议都无法承载这种广域组网的应用要求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能解决传统智能自动控制系统无法上云的问题、实现在云平台上对各种通信协议设备或系统的直接集成的基于云化通信器的智能化云平台系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于云化通信器的智能化云平台系统，包括云化通信器，所述云化通信器采用工控主板制作成盒子式的工控机，所述工控机上安装有云化层通讯软件，所述云化通信器和智能设备的监控接口互联，所述云化通信器直接接入智能云平台，通过所述智能云平台对所述云化通信器进行管理和数据访问，所述云化通信器包括底层操作系统、中间层和安全认证层，所述底层操作系统采用linux+docker操作系统，所述中间层包括接口通信服务层、消息服务层和数据服务层；

所述底层操作系统通过对docker的创建和管理，支撑各功能模块的微服务运行，各种功能模块作为微服务单独安装在所述docker中，并通过所述docker打包为镜像，作为协议适配微智能模块；

所述接口通信服务层用于与所述智能设备提供的接口进行通信，由所述智能设备提供接口类型和通信协议，通过各种所述协议适配微智能模块与所述智能设备进行适配建立双方通信，实现对各种所述智能设备的接入；

所述消息服务层提供一个服务网关，提供消息发布/订阅、以及服务注册/发现功能，所述服务网关负责对所述协议适配微智能模块的服务注册以及通过消息的发布与订阅实现松耦合；

所述数据服务层提供各种数据服务接口、数据处理、采集分析、边缘计算和前端界面，形成各种数据服务微智能模块，所述数据服务微智能模块通过对所述服务网关进行消息发布与订阅，实现数据的获取、加工和输出。

在本发明所述的基于云化通信器的智能化云平台系统中，所述数据服务微智能模块包括功能型微智能模块和管理型微智能模块，所述功能型微智能模块是一个个实现某一具体功能的微服务，直接接入服务网关，所有数据输入和输出都来自对所述服务网关的订阅和发布，所述管理型微智能模块通过websocketserver及各种管理型的restapi，通过在所述服务网关的服务注册，实现对其它数据服务微智能模块的界面操作管理功能，为用户提供b/s网页访问操作。

在本发明所述的基于云化通信器的智能化云平台系统中，所述智能云平台为基于私有云或公有云部署的智能化云平台，所述智能云平台包括paas层和saas层，所述paas层采用容器云技术，所述saas层采用多租户方式，每一个租户拥有独立的虚拟云化通信器及部署在所述虚拟云化通信器上的docker。

在本发明所述的基于云化通信器的智能化云平台系统中，所述云化通信器通过云端同步微智能模块，将所述云化通信器上的服务网关的订阅信息发布给所述智能云平台上的虚拟云化通信器的服务网关，或将所述虚拟云化通信器的服务网关订阅的信息发布给所述云化通信器，实现所述虚拟云化通信器与所述云化通信器的完全同步映射，建立所述云化通信器与所述虚拟云化通信器的集群。

在本发明所述的基于云化通信器的智能化云平台系统中，所述云化通信器负责与智能设备进行接口通信，所述虚拟云化通信器在所述云化通信器运行正常的情况下，不参与和所述智能设备进行接口通信。

在本发明所述的基于云化通信器的智能化云平台系统中，所述智能云平台为基于混合云部署的智能化云平台，所述混合云部署为同时在本地私有云和公有云上进行部署虚拟云化通信器，在所述云化通信器创建两个云端同步微智能模块，分别将所述云化通信器与私有云以及公有云的虚拟云化通信器进行同步映射，分别实现所述云化通信器和私有云的虚拟云化通信器、以及所述云化通信器和公有云的虚拟云化通信器的集群。

在本发明所述的基于云化通信器的智能化云平台系统中，所述云化通信器将信息分别同步到私有云的虚拟云化通信器和公有云的虚拟云化通信器，用户分别在私有云和公有云的界面上对集成的智能设备系统进行操作。

在本发明所述的基于云化通信器的智能化云平台系统中，所述私有云或公有云的功能同步授权，由各自的云端同步微智能模块进行设置，分别开放私有云或公有云的操作权限。

实施本发明的基于云化通信器的智能化云平台系统，具有以下有益效果：由于设有云化通信器，云化层通信软件可制作一种设备，采用工控主板制作成盒子式的工控机，云化层通信软件安装在工控机上，云化通信器可一同安装在现场的设备端，和智能设备的监控接口互联，云化通信器可以直接接入智能云平台(私有云、公有云或混合云)，通过智能云平台对云化通信器进行管理和数据访问，通过云端就可实现对云化通信器的管理和数据访问，从而实现对各种智能设备系统的集成，统一进行管理和监控，因此本发明能解决传统智能自动控制系统无法上云的问题、实现在云平台上对各种通信协议设备或系统的直接集成。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于云化通信器的智能化云平台系统一个实施例中云化通信器的软件架构示意图；

图2为所述实施例中基于私有云或公有云部署的智能化云平台的结构示意图；

图3为所述实施例中基于混合云部署的智能化云平台的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明基于云化通信器的智能化云平台系统实施例中，该基于云化通信器的智能化云平台系统包括云化通信器，该云化通信器的软件架构示意图如图1所示。图1中，云化通信器采用工控主板制作成盒子式的工控机，工控机上安装有云化层通讯软件，云化通信器和智能设备的监控接口互联，云化通信器直接接入智能云平台，通过智能云平台对云化通信器进行管理和数据访问，云化通信器包括底层操作系统、中间层和安全认证层，底层操作系统采用linux+docker操作系统，中间层包括接口通信服务层、消息服务层和数据服务层。

底层操作系统通过对docker的创建和管理，支撑各功能模块的微服务运行，各种功能模块作为微服务单独安装在docker中，并通过docker打包为镜像，定义为协议适配微智能模块，也就是作为协议适配微智能模块。因为协议适配微智能模块是一个个单独的服务，架构支持各种协议适配微智能模块的分布式扩展，具有良好的弹性。

接口通信服务层用于负责与智能设备提供的接口进行通信，由智能设备提供接口类型和通信协议，通过各种协议适配微智能模块与智能设备进行适配建立双方通信，实现对各种智能设备的接入。

消息服务层提供一个服务网关，提供消息发布/订阅、以及服务注册/发现功能，服务网关负责对协议适配微智能模块的服务注册以及通过消息的发布与订阅实现松耦合，从而使各种协议适配微智能模块实现可插拔，通过简单的配置就可实现各种协议适配微智能模之间关联的通信联系，各种协议适配微智能模块通过对服务网关的消息订阅和发布，实现数据的输入和输出。接口通信服务中，各种协议适配微智能模块通过对服务网关的消息订阅和发布，建立上层各种协议适配微智能模块和智能设备的双方通信。

数据服务层提供各种数据服务接口、数据处理、采集分析、边缘计算和前端界面等功能，形成各种数据服务微智能模块，数据服务微智能模块通过对服务网关进行消息发布与订阅，实现数据的获取、加工和输出。

本实施例中，数据服务微智能模块包括功能型微智能模块和管理型微智能模块，功能型微智能模块是一个个实现某一具体功能的微服务，直接接入服务网关，所有数据输入和输出都来自对服务网关的订阅和发布。管理型微智能模块通过websocketserver及各种管理型的restapi，通过在服务网关的服务注册，实现对其它数据服务微智能模块的创建、配置、实时监控等界面操作管理功能，为用户提供b/s网页访问操作。

云化通信器采用工控主板，可以采用一块工控主板或多块工控主板，成为一台服务器或服务器组，按照云化通信器的软件架构安装相关的软件，开发成盒子式的设备，容易在支架上安装。

本实施例中，当智能云平台为基于私有云或公有云部署的智能化云平台时，该基于私有云或公有云部署的智能化云平台的结构示意图如图2所示。智能云平台包括paas层和saas层，paas层采用容器云技术，saas层采用多租户方式，每一个租户拥有独立的虚拟云化通信器及部署在虚拟云化通信器上的docker，租户的虚拟机(虚拟云化通信器)和docker统一由智能云平台进行运维。

云化通信器的本质是一台实体服务器运行各种“微智能”docker，租户的虚拟机设计为一种虚拟云化通信器，虚拟云化通信器里面运行与实体的云化通信器一样的“微智能”docker。由于结构相同，在智能云平台上，创建一台与实体的云化通信器相同内容的虚拟云化通信器就很简单，只需把实体的云化通信器的容器镜像在智能云平台的虚拟服务器进行创建即可，租户通过简单操作就可在云平台上创建与每个实体的云化通信器一样功能的虚拟云化通信器。

云化通信器通过云端同步微智能模块，将实体的云化通信器的服务网关的订阅信息发布给智能云平台上的虚拟云化通信器的服务网关，也可以将虚拟云化通信器的服务网关订阅的信息发布给实体的云化通信器，实现虚拟云化通信器与实体的云化通信器的完全同步映射，建立实体的云化通信器与虚拟云化通信器的集群。

这样，用户在本地的界面操作对象和在智能云平台的界面操作对象不同，本地操作的是实体的云化通信器，智能云平台上操作的是虚拟云化通信器，两者是隔离的。通过在云端同步微智能模块进行权限设置，可以根据需要向智能云平台开放相关功能，只有权限授权，相关功能的虚拟云化通信器与实体的云化通信器才建立同步映射，智能云平台才能操作相关的功能；没有授权的功能，实体的云化通信器同虚拟云化通信器的映射被阻断，智能云平台不能操作没有授权的功能。

实体的云化通信器负责和智能设备进行接口通信，虚拟云化通信器在实体的云化通信器运行正常的情况下，不参与和智能设备进行接口通信，避免引起接口通信冲突。在实体的云化通信器出现故障没法运行情况下，虚拟云化通信器作为备机，启动接口通信，和智能设备进行接口通信，提高了安全性。

智能云平台可部署在公有云或私有云上，在智能云平台上实现智能化集成和运维。

当智能云平台为基于混合云部署的智能化云平台时，该基于混合云部署的智能化云平台的结构示意图如图3所示。混合云部署为用户同时在本地私有云和公有云上进行部署虚拟云化通信器。图3中，私有云和公有云还是按照相同的基于私有云或公有云的智能化云平台部署方式，然后在云化通信器两个云端同步微智能模块，分别将实体的云化通信器和私有云以及公有云的虚拟云化通信器进行同步映射，分别实现实体的云化通信器和私有云虚拟云化通信器、以及实体的云化通信器和公有云的虚拟云化通信器的集群。

实体的云化通信器将信息分别同步到私有云的虚拟云化通信器和公有云的虚拟云化通信器，用户分别在私有云和公有云的界面上，都可以对集成的智能化设备系统进行操作。

私有云或公有云的功能同步授权，由各自的云端同步微智能模块进行设置，分别开放私有云或公有云的操作权限。一般而言，私有云的操作权限要大于公有云的操作权限。

本发明根据云化通信器的容器镜像快速部署的特性，在容器云平台上可方便的创建虚拟云化通信器，提出“一实多虚”的智能化云平台的技术方案，满足私有云、公有云以及混合云的部署需求。

用户只需在现场设备间安装云化通信器，和智能设备进行接口对接，就可实现智能设备的云化。本发明能快速地在智能云平台上创建和实体的云化通信器相同结构的虚拟云化通信器，实体的云化通信器通过一键操作克隆出虚拟云化通信器，在智能云平台上轻易实现虚拟云化通信器的部署。

本发明基于虚拟云化通信器的云平台架构方式，具有结构简单、容易部署、安全可靠、简化运维、弹性扩展等优点，具有广阔的发展前景，可服务于各种智能化系统、物联平台的云管理集成与日常运维市场，并提供私有云、公有云、混合云的部署应用方法，满足不同用户的云需求。通过本发明，提高了社会的智能化水平，提高智能化系统在云端的运营与管理能力，具有较大的社会和经济价值。

总之，在通信协议通信接口上面加一层云化通信层，通过开发云化层通信软件，在通信协议上面包上了一层云化层后，就直接把智能设备云化上网，在云上直接实现了对原通信协议的智能设备进行通讯监控，解决了传统的智能自动控制系统无法上云的问题，实现在智能云平台上对各种通信协议设备或系统的直接集成。

在实际应用中，也可以采用替代方案，例如：实体的云化通信器可以不采用linux+docker操作系统，在不采用docker(容器)的情况下，采用linux或windows操作系统来部署云化层的“微智能”模块(协议适配微智能模块、数据服务微智能模块)，各个“微智能”服务独立部署运行；或采用soa架构，各个“微智能”服务成为服务组件独立部署运行。在不采用docker(容器)情况下，智能云平台不能通过容器镜像来创建虚拟云化通信器，创建虚拟云化通信器实现过程比较复杂，智能云平台的paas也不能采用容器云技术，但这时的智能云平台的可靠性不高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。